최근 KTX (Korean Train Express) 열차의 사고의 대부분은 기기의 오작동, 차량 부품의 노후와에 따른 고장 및 장애발생, 신호장치에 대한 인적오류 등이 주된 원인이였다. 특히, 차량부품 중 제동 디스크의 파손은 하부 차축 및 차륜에 충격을 가해 탈선의 우려와 고속 충돌 등 대형 인명 피해를 낳을 수 있다. 따라서 본 연구에서 KTX의 제동 디스크(Solid Type, Ventilation Type)를 형상화하고, 이를 동작시켜 균열을 측정하여 DB화 할 수 있는 균열검측시스템을 구축하였다. 제동 디스크의 표면균열을 검사하기 위하여 Rayleigh wave를 이용하였으며 수침기법으로는 제동디스크 장착상태에서 탐상의 어려움이 인하여 국부수침 탐상기법을 활용하여 제동디스크의 초음파 검사모듈을 개발하였다. 또한 제동디스크의 회전에 따라 측정된 균열을 저장할 수 있는 균열검측 자동화장치와 제동 디스크의 초음파 검사모듈을 이용하여 제동 디스크의 표면결함을 평가하였다.
터빈 로타 디스크는 디스크, keyway, bore surface, hub, rim 등으로 구성되고 이들 부분이 전형적인 균열 발생 부위이다. 이러한 부위는 기하학적 형상이 복잡해 적절한 탐촉자의 선정, wedge 설계 및 가공, 검사체의 형상과 크기에 따른 정상신호와 결함신호의 분류 및 평가가 필요하다. 본 연구에서는 디스크 keyway 및 bore surface에 인공결함을 갖는 디스크 대비 시험편을 제작하여 구조, 형상별 초음파 신호를 수집하여 분석하였고 디스크 곡률에 따른 wedge를 설계, 제작하였다. 본 연구를 통하여 형상별 신호를 정의할 수 있었고 디스크부에 발생되는 결함을 검출하고 평가할 수 있는 초음파검사 기술을 확립하였다. 또한 현장 적용에 있어서 성공적인 결과를 입증하였다.
7년령 수컷 말라뮤트 견이 정기적인 치과진료를 목적으로 내원하였다. 신체검사 상에서 뒷다리의 운동 실조가 확인되었으며, 우측 뒷다리의 고유 자세반응이 미약하게 지연되었다. 감별진단을 위한 MRI 검사에서, 허리뼈 1번과 2번 사이 척수강에 경막외 낭종이 확인되었다. 낭종은 디스크 바로 등쪽에서 척수실질 배쪽을 등쪽으로 심하게 압박하고 있었으며, T1 저신호, T2 고신호 및 낭종 벽을 따라 조영증강이 확인되었다. 편측성 추궁절제술을 통해 낭종을 제거하였고, 조직검사 결과 낭종의 벽은 섬유소 및 섬유아세포가 혼재되어 있었으며 일부분에서 호염성 디스크 물질이 확인되어 디스크 낭종으로 진단하였다. 환자는 수술 후 신경증상은 정상적으로 회복하였으며, 6개월 후 신체검사에서 정상적인 보행 이 관찰되었다.
게이트 밸브는 진공 시스템 구성에 있어서 빠질 수 없는 중요한 부품 중 하나로 공간을 구획하여 필요에 따라 자유롭게 진공 상태와 대기 개방 상태가 공존하도록 만들어 주며 진공펌프와 같은 주요 기기들의 탈착 및 교체를 용이하게 해 준다. 게이트 밸브는 열린 상태에서는 저항이 최소화되는 반면 닫힌 상태에서는 마치 마구리 플랜지로 막은 것처럼 완벽한 차단이 요구된다. 일반적으로 게이트 밸브 상용제품은 개스킷이 닿는 밸브 시트가 한쪽에만 마련되어 있으므로 디스크 기계구조가 충분한 압력을 발휘하지 못한다면 어느 쪽이 대기압인가에 따라 디스크를 미는 힘의 크기가 변하여 기밀특성이 달라질 수 있다. 따라서 게이트 밸브의 누설검사는 순방향과 역방향 모두에 대해 시행해야 한다. 양방향 누설검사를 위해 한쪽 밸브 공간을 배기하고 반대쪽 공간에 헬륨을 뿌리는 작업을 교대로 하려면 배기시간의 단축과 신속한 잔류 헬륨기체 제거가 필수적이다. 게이트 밸브 제조 공장에서 상품을 출하하기 위한 시험검사라는 것을 전제로 합리적인 시간 내에 정확한 누설검사를 일관성 있게 할 수 있는 적절한 누설검사 시스템을 설계하고 측정절차를 상용 게이트 밸브에 대해 적용해 보았다.
최근 처리해야 하는 정보의 양의 급속히 배가됨에 따라 디스크 배열(disk array) 시스템에서 사용하는 디스크의 수가 증가되는 경향을 보이고 있다. 그러나 많은 수의 디스크를 이용하여 디스크 배열을 구성하게 되면 디스크 오류 발생 확률을 높이는 결과로 이어지게 된다. 이 논문에서는 많은 수의 디스크를 사용하는 환경에서도 높은 신뢰성을 제공하기 위하여 DH(Diagornal-Horizontal) 기법이라 불리는 두가지 형태의 이중 패리티 배치 기법들을 제안한다 제안한 기법들은 사선 패리티와 수평 패리티를 인코딩하여 이용함으로써 디스크 배열에서 이중 디스크 오류의 복구가 가능하다. DH 기법들의 특징은 알고리즘이 단순하고, N을 임의의 소수라고 할 때 N 또는 N+1개의 디스크를 기반으로 쉽게 구현할 수 있다. 기본적으로 제안하는 기법들은 검사정보 저장을 위해 최적의 디스크 공간을 사용하고, 인코딩이나 디코딩 과정에서 단지 XOR 연산만을 필요로 하기 때문에 하드웨어의 수정 없이 기존의 디스크 배열 시스템에 쉽게 응용할 수 있다. 더욱이 치명적 오류를 방지할 수 있는 두 오류 디스크에 대한 복구 시간은 디코딩에서의 XOR 연산수를 최소화함으로써 신속하게 처리할 수 있다. 결과적으로 제안하는 기법들은 디스크 배열 시스템에서의 치명적 오류 확률을 낮출 수 있는 효과적인 방법이다.
기존의 임베디드 시스템은 Intel x86 계열의 CPU를 장착한 PC(Personal Computer) 플랫폼에 기반하여 구현되었는데, 이는 PC 환경에서 개발된 많은 솔루션들을 이용할 경우 전체적 인 제품 개발 기간을 단축할 수 있을 뿐만 아니라 제품의 신뢰성을 높일 수 있기 때문이다. 또한 PC 플랫폼 기반의 임베디드 시스템은 데이터 저장을 목적으로 하는 경우가 많아 주로 대용량 하드디스크를 데이터 저장장치로 사용한다. 최근 하드디스크의 용량은 빠른 속도로 증가하고 있는 반면에 하드디스크의 구동 준비 시간이 30초 이상으로 길어지는 문제점이 발생하고 있다. 길어진 하드디스크의 구동 준비 시간은 시스템의 부팅 시간에 영향을 미쳐 전체 시스템의 부팅 시간이 길어지고 사용자의 불편함을 가중시키게 된다. 본 논문에서는 대용량 저장장치를 지원하는 PC 플랫폼 기반의 임베디드 시스템에서 리눅스 커널이 빠른 부팅을 수행할 수 있도록 개선된 시스템 구조와 동적 디스크 장치 검사 기법을 제안하고, 성능을 평가하여 제시한다.
턱관절 디스크 검사 시 MRI는 유용한 검사법으로 디스크의 정확한 위치변화를 관찰하고자 개구상태에서 오랜 시간 검사가 필요하다. 이에 3D프린팅 기술을 이용하여 개구상태를 유지시켜 줄 고정 장치(TMJ device)를 제작하고 이를 기존 고정 장치와 비교하여 유용성을 평가하고자 하였다. 기존 TMJ device를 사용한 영상에 비해 3D 프린터로 자체 제작한 TMJ device를 사용한 영상에서 SNR이 다소 낮은 결과를 보였지만 임상적으로 사용하는데 큰 결함이 없고 환자 개인별 특화된 맞춤형 제작이 가능하고 더불어 3D 프린팅 기술을 활용하여 유사도구 제작에 기여함으로서 비용대비 편익이 상승될 것이라 사료된다.
위상 배열 초음파 기법을 이용한 국내 표준형 윈전 저압 터빈의 디스크 검사에 대하여 연구하였다. 이를 위하여 디스크 mockup을 제작하고 결함을 가공하였으며 결함에 대한 검출과 길이 측정 방법에 따른 결과를 고찰하였다. 깊이 측정에서 릴은 결함은 AATT(absolute arrival time technique)방법 혹은 RATT (relative arrival time technique)방법을 사용하여 깊이를 측정할 수 있었으나, 조기에 발견하여야 할 깊이가 깊지 않은 결함은 이와 같은 방법으로 깊이를 측정할 수 없었다. 이 경우 결함 신호가 나타나는 각도 범위를 이용하여 결함 깊이를 측정하였으며 유용한 도구임을 확인하였다.
본 연구에서는 터빈 로터 디스크 키웨이에 발생하는 균열의 상세 정보를 추출하기 위하여 초음파 신호처리 알고리즘을 개발하였다. 초음파 검사 시스템에 의한 터빈 로터 디스크 키웨이 시험편의 초음파 신호로부터 B-주사 이미지를 구성하였다. 구성된 B-주사 이미지를 2차원 신호처리를 위한 입력영상으로 이용하여, 전처리, 균열후보영역 검출, 균열영역 판별 및 균열정보 추출의 4단계로 알고리즘을 구성하였다. 개발된 초음파 신호처리 알고리즘을 이용한 실험을 통하여, 개발된 알고리즘이 키웨이 부위에 발생하는 균열의 특징정보 추출에 의한 균열의 정량적인 평가에 효과적임을 확인하였다.
본 논문에서는 하드디스크를 제조사들의 노하우와 수리업체에서 얻은 수많은 경험을 통해 얻어지는 기술을 하드디스크의 종류별 호환 모델과 복구를 위한 증상에 따른 조치 및 수리 방법에 대해서 분석하고자 한다. 하지만, 논문에 있는 데로 똑같이 시도하더라도 숙련도가 미숙한 사용자라면 성공할 가능성이 많지 않다. 좀 더 신중히 고장 하드디스크를 진단하고 다루어야 할것이며, 충분한 연습 후 실행에 옮겨야 할 것이다. 분석은 증상별 육안검사, 소리, 빈도수 별로 시도 되었으며, 이 결과는 귀중한 증거물의 데이터를 복원하는데 귀중한 자료가 될 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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